JP2839928B2 - 水位差動式ボールタップ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 産業上の利用分野 本発明は弁口の無用な開閉動作および急速なる閉弁動
作を防止する様にした水位差動式ボールタップに関する
ものである。

従来の技術 従来、各種受水槽において、水位を所定水位に維持す
るボールタップには各種存在し、かかるボールタップと
して、吐水弁を水位変化に連動するフロートの浮力作用
により弁口を開閉する単式のもの、或いは吐水弁と同径
なるピストンを弁桿にて連結する圧力バランス型の複式
のもの等があり、いずれのボールタップにあっても開弁
作動時の水位と閉弁作動時の水位との間が近接してお
り、このため微量の水位変化にもフロートが揺動連動し
て弁口が無用に反復開閉される不都合を生じ、よってウ
オーターハンマーの発生を招来したり、又閉弁に従って
開弁量が減少するにつれて吐水量も少なくなり、閉弁直
前の微量吐水が長時間継続することになって水道メータ
ーの感知を免れる不感知水量の問題を生じたり、特に表
面積が大きな受水槽にあっては少量使用しても水位が下
がらず下記と同様なる問題点を有し、又地震発生時に生
じる受水槽水面の波動によりフロートが連動し、これに
伴い弁口も開閉して不用意なオーバーフロー漏水を惹起
し、広域に亘る水の異常消費は地域給水に種々の不都合
を発生するとされていた。

発明が解決しようとする課題 本発明は開弁作動時の水位と閉弁作動時の水位との間
に一定の作動水位差を具有させて水位変化による無用な
弁口の開閉動作を無くすと共に、閉弁時における急閉弁
を無くしてウオーターハンマーを防止する水位差動式ボ
ールタップを提供せんとするものである。

〔発明の構成〕

課題を解決するための手段 本発明は上記従来技術の開弁作動時の水位と閉弁作動
時の水位との間の水位差の近接により弁口が反復開閉さ
れて生じるウオーターハンマー、不感水量、オーバーフ
ロー漏水等の課題に鑑み、開閉弁の作動水位に一定の水
位差を具有させると共に、閉弁時の作動を緩やかにして
上記課題を解決することを目的とし、その要旨とする処
は給水圧力を開弁方向に受ける吐水弁と、閉弁方向に受
けるピストンを弁桿にて一体化した弁機構を有し、該弁
機構を水位に連動するフロートに連繋し弁口を開閉する
ボールタップにおいて、ピストンの受圧面積を吐水弁の
受圧面積より大きくすると共に、閉弁時にはピストンと
そのシリンダー部はシールリングにより完全シール状態
とし、且つ所定量開弁した時に前記シールが解除される
様にシリンダー部に拡径部を形成したもの、又ピストン
上部のシリンダー室の圧力を所定速度にて減圧させる圧
力排出機構を設けた水位差動式ボールタップを提供して
上記課題を解消せんとしたものである。

作 用 本発明にあっては、水位低下によるフロートの下降を
ピストンの受圧面積と吐水弁の受圧面積の差にてピスト
ンに作用する上動力によって吐水弁の作動を規制して閉
弁状態を維持し、そして更に水位低下するとフロートの
見掛け自重が順次増大されてピストンが拡径部内に変位
し、ピストンに作用する上動力を解除してフロートの増
大した見掛け自重にて急速に全開状態まで開弁させるの
である。

又、水位上昇によるフロートの上昇をピストンのシー
ルリングにてシリンダー部を完全シールする位置である
開弁状態まで変位させて当該水位において吐水弁の作動
を規制し、更に水位上昇するとフロートの浮力が増大し
て吐水弁を上方へ押し上げようとするも、シリンダー室
内の圧力上昇にてピストン、吐水弁の作動を規制し、上
記位置を維持して過剰な浮力をフロートに蓄え、そして
シリンダー室の圧力を所定速度にて緩やかに排出して減
圧するに伴って上記過剰浮力にて閉弁状態に吐水弁を緩
やかに変位させるのである。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明すると、 １は本発明に係る水位作動式ボールタップの本体であ
り、該本体１は水平方向に延出開口した流入口２と、該
流入口２より連続して垂下して吐出口３を開口し、該吐
出口３の上方には隔壁４を形成し、該隔壁４の中央には
弁口５を穿設し、該弁口５の周縁に下方へ突出する弁座
６を形成し、また弁口５と対向する同軸上にはキャップ
装着口７を形成して弁箱８と成している。

９は弁箱８のキャップ装着口７に螺着するキャップ体
であり、該キャップ体９の内方には、弁口５の孔径より
大径なるピストン摺動部10を形成し、該ピストン摺動部
10より下方へ連続して順次拡径されるテーパ状の拡径部
11を形成すると共に、ピストン摺動部10より上方へ連続
して該ピストン摺動部10より縮径の案内部12を形成して
シリンダー部13を形成し、又キャップ体９の上端部にシ
リンダー部13を外部と連通する圧力排出機構装着口14を
穿設している。

15は弁座６に接離して弁口５を開閉する吐水弁であ
り、該吐水弁15は吐出口３内に案内羽根16を上下動自在
に配設し、該案内羽根16の上端部に弾性部材よりなる弁
パッキン17を装着すると共に、下端部に貫通孔18を有す
るテコ案内19を弁桿20にて一体化している。

21は弁桿20の上端部のピストンであり、該ピストン21
は弁口５の孔径より大径と成すと共に、パッキン溝22を
周設し、該パッキン溝22にＵパッキン等のシールリング
23を装着し、又ピストン21の上部には案内部12に遊嵌状
に挿入されるガイド頭部24を形成してシリンダー部13内
に配設している。

又、かかるピストン21の配設状態については、吐水弁
15のパッキン17が弁座６に当接して弁口５を閉弁する状
態から弁座６と吐水弁15のパッキン17とのクリアランス
Ｘが所定量以下となる開弁状態までの間はシールリング
23により完全シールされうる状態となる位置であるピス
トン摺動部10内、若しくは該ピストン摺動部10近傍の拡
径部11内に配設され、一方上記開弁量を超えて全開状態
となる状態までの間はシールリング23によりシールされ
ない位置である拡径部11内に配設される。

25はキャップ体９の圧力排出機構装着口14に螺着する
圧力排出機構であり、該圧力排出機構25は下方部に小径
なる排出弁口26を貫設し、該排出弁口26より大径なる挿
入孔27を上方に貫設して筒体28と成し、挿入孔27に挿入
する調整弁29はピストン21上部のシリンダー室30内の圧
力を所定速度にて緩やかに排出される様に挿入孔27との
間に適宜漏洩を許容するクリアランスを設けて上下動自
在に挿入し、一方筒体28上方に調整ネジ31を螺入すると
共に、該調整ネジ31と調整弁29との間に調整弁29を排出
弁口26に押圧する調整バネ32を介装している。

33はテコ34に一端に固設したフロートであり、テコ34
の他端は支点ピン35にて弁箱８に枢支されると共に、テ
コ34の途中位置よりリンク36、37が吐出口３外壁に設け
た支点ピン38にて支持され、リンク37は案内羽根16の下
方部である吐出口３の外壁に穿設した切欠部39及びテコ
案内19の貫通孔18内を貫通して案内羽根16を支持し、水
位変動に応じて上下動するフロート33の動きをテコ34、
リンク36、37より成る一連の増幅機構40を介して案内羽
根16の上下動に変換することにより弁口５を自動開閉し
ている。

又、テコ案内19の貫通孔18の下端部とリンク37との間
にはフロート33が止水位置である最上位に位置する時、
若干のクリアランスを設けている。

尚、図中41はストレーナ、42はＯリングである。

次に本発明に係る水位作動式ボールタップの作用につ
いて説明すると、 先ず閉弁時については、第１図は下限の水位において
吐水弁15が開弁変位した状態を示し、流入口２を通して
給水が開始される。

かかる状態では吐水弁15と一体化されるピストン21は
シリンダー部13の拡径部11に位置していることにより、
弁箱８内とシリンダー室30とは連通して同圧状態となっ
てピストン21を上方に押し上げる上動力が作用せず吐水
弁15が開弁変位した状態で維持される。

そして給水の続行により水位が上昇するとフロート33
が上昇し、吐水弁15、ピストン21が上昇連動し、第２図
に示す様にピストン21がシリンダー部13のピストン摺動
部10、若しくは該ピストン摺動部10近傍の拡径部11に変
位して吐水弁15と弁座６とのクリアランスＸが所定量以
下となる開弁状態まで変位する。

かかる状態ではピストン21のシールリング23にてシリ
ンダー部13が完全シールされてシリンダー室30が密閉さ
れるため、ピストン21が受圧面積と吐水弁15の受圧面積
の差によってピストン21に作用する上動力が打ち消され
て当該水位において吐水弁15は上昇せずに維持されるの
である。

更に水位が上昇すると、フロート33の水没量の増加に
よって浮力が増大して吐水弁15を上方へ押し上げようと
するも、上記の様にシリンダー室30が密閉されているた
め、該シリンダー室30内の圧力上昇にてピストン21、吐
水弁15の作動を抑制し、上記位置を維持して過剰な浮力
をフロート33に蓄える。

そしてシリンダー室30の圧力が所定圧力、即ち調整ネ
ジ31によって調整された調整バネ32の弾発力に対応する
所定圧力以上に上昇すると、調整バネ32の弾発力に抗し
て調整弁29が上昇変位し、筒体28の挿入孔27と調整弁29
とに設けるクリアランスによりシリンダー室30の圧力を
所定速度にて緩やかに排出して減圧するに伴って上記過
剰浮力にて閉弁状態に吐水弁15が緩やかに変位するので
ある。

次に開弁状態については、貯水の使用によって水位が
低下しフロート33が増幅機構40のリンク37とテコ案内19
の貫通孔18との間に設けるクリアランスが無くなる様に
第４図に示す位置まで下降し、更に水位下降に伴ってフ
ロート33は下降しようとするも、かかる状態にあっては
ピストン21はシールリング23にてシリンダー部13をシー
ルするピストン摺動部10、若しくは該ピストン摺動部10
近傍の拡径部11に位置するため、ピストン21に作用する
上動力によって吐水弁15は閉弁状態にて維持されるので
ある。

そして水位が更に低下するとフロート33の水没量が減
少して浮力が減少し、かかる浮力減少に伴ってフロート
33の見掛け自重が順次増体し、該見掛け自重がピストン
21に作用する上動力以上となって吐水弁15、ピストン21
が下降し、そしてピストン21のシールリング23によりシ
ールされない位置である拡径部11内に変位することによ
り、弁箱８内とシリンダー室30とは連通して同圧状態と
なってピストン21に作用する上動力を解除してフロート
33の増大した見掛け自重にて急速に全開状態まで弁口５
を開弁させるのである。

〔発明の効果〕

要するに本発明は、給水圧力を開弁方向に受ける吐水
弁15と、閉弁方向に受けるピストン21に弁桿20にて一体
化した弁機構を有し、該弁機構を水位に連動するフロー
ト33に連繋し弁口５を開閉するボールタップにおいて、
ピストン21の受圧面積を吐水弁15の受圧面積より大きく
すると共に、閉弁時にはピストン21とそのシリンダー部
13はシールリング23により完全シール状態とし、且つ所
定量開弁した時に前記シールが解除される様にシリンダ
ー部13に拡径部11を形成したので、水位低下によるフロ
ート33の下降をピストン21の受圧面積と吐水弁15の受圧
面積の差にてピストン21に作用する上動力によって吐水
弁15の作動を規制して閉弁状態を維持することにより、
閉弁止水時から開弁吐水時への吐水弁15の水位に一定の
水位差を具有させることが出来るため、水面波動により
フロート33が上下連動されて弁口５の開閉が無用に反復
されると云うボールタップの最大欠点を完全に解消する
ことが出来る。

又、更に水位低下するとフロート33の見掛け自重を順
次増大させてピストン21が拡径部11内に変位し、ピスト
ン21に作用する上動力を解除してフロート33の増大した
見掛け自重にて急速に全開状態まで開弁させることによ
り、開弁吐水状態を明確にするため、受水槽の水位調整
を容易にすることが出来る。

又、ピストン21上部のシリンダー室30室の圧力を所定
速度にて減圧させる圧力排出機構25を設けたので、水位
上昇によるフロート33の上昇をピストン21のシールリン
グ23にてシリンダー部13をシールする位置である開弁状
態まで変位させて当該水位において吐水弁15の作動を規
制し、更に水位上昇するとフロート33の浮力が増大して
吐水弁15を上方へ押し上げようとするも、シリンダー室
30内の圧力上昇にてピストン21、吐水弁15の作動を規制
し、上記位置を維持して過剰な浮力をフロート33に蓄
え、そしてシリンダー室30の圧力を所定速度にて緩やか
に排出して減圧するに伴って上記過剰浮力にて閉弁状態
に吐水弁15を緩やかに変位させることにより、開弁吐水
時から閉弁止水時への吐水弁15の変位に一定の水位差を
具有させることが出来るため、閉弁直前の止水性を良好
と成し、不感知水量を完璧に無くすと共に、緩やかなる
閉弁性と成して急閉弁に基づくウオーターハンマーを防
止することが出来る等その実用的効果甚だ大なるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すものにして、 第１図は本発明に係る水位差動式ボールタップの全開状
態を示す断面図、第２図は同上開弁直後（又は閉弁直
前）の状態を示す断面図、第３図は同上閉弁状態を示す
断面図、第４図は同上閉弁状態においてフロートが下降
した状態を示す断面図である。 ５……弁口、11……拡径部、13……シリンダー部 15……吐水弁、20……弁桿、21……ピストン 23……シールリング、25……圧力排出機構 30……シリンダー室、33……フロート

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給水圧力を開弁方向に受ける吐水弁と、閉
   弁方向に受けるピストンを弁桿にて一体化した弁機構を
   有し、該弁機構を水位に連動するフロートに連繋し弁口
   を開閉するボールタップにおいて、ピストンの受圧面積
   を吐水弁の受圧面積より大きくすると共に、閉弁時には
   ピストンとそのシリンダー部はシールリングにより完全
   シール状態とし、且つ所定量開弁した時に前記シールが
   解除される様にシリンダー部に拡径部を形成したことを
   特徴とする水位差動式ボールタップ。
2. 【請求項２】ピストン上部のシリンダー室の圧力を所定
   速度にて減圧させる圧力排出機構を設けたことを特徴と
   する請求項１記載の水位差動式ボールタップ。